[發明專利]4英寸LED外延生長方法

有效

• 申請號: 201811558803.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109638121B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 徐平;季輝;吳奇峰
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/02;H01L21/67;H01L33/06;H01L33/12;H01L33/32;H01L23/60
• 代理公司: 11603 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 于淼

1.一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，包括：處理襯底、生長低溫緩沖層、生長不摻雜GaN層、生長摻雜Si的N型GaN層、生長Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格層、生長有源層MOW、生長P型AlGaN層、生長摻鎂的P型GaN層、降溫冷卻；

其中，所述生長Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN超晶格層，進一步為：

設置反應腔的生長溫度為800℃-850℃，生長壓力為300mbar-400mbar，向反應腔通入流量為70L/min-80L/min的NH₃、150L/min-180L/min的SiH₄、110sccm-130sccm的TEGa、200sccm-240sccm的TMAl源，在所述摻雜Si的n型GaN層上生長厚度為D1的n型摻雜Al_xGa_1-xN層，其中，在生長所述n型摻雜Al_xGa_1-xN層的過程中，Si摻雜濃度每秒增加1E+16atoms/cm³，所述Si摻雜濃度從2E+18atoms/cm³線性漸變增加為4E+18atoms/cm³；

降低所述生長溫度至720℃-780℃，通入流量為80L/min-90L/min的NH₃、300sccm-400sccm的TEGa以及TMIn源，生長厚度為D2的無摻雜In_yGa_1-yN層，其中，在生長厚度為D2的所述無摻雜In_yGa_1-yN層的過程中，TMIn的流量每秒增加2sccm，所述TMIn的流量從2000sccm逐漸增加到2500sccm。

2.根據權利要求1所述的一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，7.5nm≤D1≤8.5nm，D2＝15nm。

3.根據權利要求1所述的一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，0.025≤x≤0.035，0.03≤y≤0.04。

4.根據權利要求1所述的一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，所述生長低溫緩沖層，進一步為：

降溫至550℃-650℃，保持所述反應腔壓力400mbar-600mbar，通入流量為10000sccm-20000sccm的NH₃、50sccm-100sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂，生長厚度為20nm-50nm的低溫緩沖層。

5.根據權利要求1所述的一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，所述生長不摻雜GaN層，進一步為：

升溫到1000℃-1200℃，保持所述反應腔壓力150mbar-300mbar，通入流量為30000sccm-40000sccm的NH₃、200sccm-400sccm的TMGa、100L/min-130L/min的H₂、在所述低溫緩沖層上持續生長2μm-4μm的不摻雜GaN層。

6.根據權利要求1所述的一種4英寸LED外延生長方法，其特征在于，所述生長摻雜Si的N型GaN層，進一步為：

保持所述反應腔壓力150mbar-300mbar，保持溫度1000℃-1100℃，通入流量為40L/min-60L/min的NH₃、200sccm-300sccm的TMGa、50L/min-90L/min的H₂及20sccm-50sccm的SiH₄，在所述不摻雜GaN層上持續生長2μm-4μm摻雜Si的n型GaN層，所述Si摻雜濃度為5E+18atoms/cm³-1E+19atoms/cm³。